Någon duktig på högtalarbyggen? Lite egna idéer behöver deperat råd och kritik.

Bakgrund:
Är inte nöjd med de konstruktionsval som gjorts på de kommersiella högtalare jag hittat inom rimliga prisklasser. Så tänkte väl att det är väl lika bra att börja lära sig bygga högtalare efter eget huvud som man redan gjort inom andra områden.
Jag är nybörjare och har bara byggt strandhögtalare optimerade för effektivitet eller högtalare efter instruktion. Men jag har läst en del så tror jag har rätt okej koll för att vara ny på området. Hittills har jag inte hittat hjälp från någon som kan mer än mig så nu hoppas jag att jag kan få hjälp här.
Tänkte undvika delningsfilter inom känsliga frekvensområden, vill dessutom undvika branta delningsfilter. Vill ha så minimalt med filter som möjligt.

Högre Frekvenser:
Just nu tittar jag därför på att använda tretums bredbandselement som får hjälp i lägre frekvenser av bashögtalare. Har läst runt och insett att konceptet finns och att det blir en så kallad WAW, Woofer Assisted Wideband, även kallad FAST. Även fast folk inte kan komma överens om vad det senare faktiskt står för exakt.
Men med en sådan lösning så får jag god spridning, kan ha 1:a ordningen delningsfilter och kan undvika delning i känsliga frekvenser. Fastnade för FaitalPro 3FE22.

Lägre Frekvenser:
Ett annat designmål är att ha riktigt bra transientsvar i basen. Därför tänkte jag satsa på en sluten låda. Vill också nå djupt i basen. Den slutna lådan har som bekant en mindre brant rolloff så den spelar högre i riktigt låga frekvenser, men rolloffen börjar ju tidigare, -3dB punkten är därför i högre frekvens. Detta öppnar upp för att man kan förstärka den med ett extra baselement av samma sort men med mycket lågt satt lågpassfilter som då enbart förstärker där det första elementet redan börjat tappa kraft. Två högtalare som båda har "obrant" rolloff och inga portar som stör är optimalt för ändamålet.
Detta innebär flera utmaningar, framförallt gav det problem i mitt första beräkningsprogram som inte kunde räkna på högtalarna i parallell men med olika filter. Att ha delning nära impedansspiken gav en spik i ljudnivå nära delning. Jag försökte räkna på resistor och konding i parallell med basen för att jämna ut impedansen och ge mer önskvärt svar på delningsfilter. Men det slutade med riktigt dyrt filter och sänkt effektivitet på högtalaren.
Så därför gav jag upp den idén för en tid, omvärderade min plan med 2st 6,5" basar och bestämde mig för en ensam 8", spanade in Monacor SPH-220HQ. Den verkar kunna ge bra transientsvar och klara en sluten låda rätt bra.

Låda och baffelförstärkning:
Nästa steg var att lösa problemet jag fick med baffelreflektionen som förstärker högre frekvenser. Jag vill ha ett så enkelt filter som möjligt så att lösa det i filter är inte aktuellt. Tyvärr hade högtalarna jag fastnat för ungefär samma känslighet kring 90dB/W. Så bara rakt av lösa det med att lägga delningsfrekvensen rätt hjälpte inte. Men så kom jag på att jag skulle gå upp till 16Ω-versionen av bredbandselementet. Den har ju samma känslighet på 91dB/W. Men eftersom den ligger på 16Ω så kommer den ligga på hälften så många watt vid 2,83V. Så vid en given spänningsmatning från förstärkaren så kommer den ligga på halva effekten och därmed 3dB lägre. La in den i mitt beräkningsprogram, strök 3dB från effektivitetskurvan eftersom den var angiven per 1W istället för per 2,83V för båda högtalarna. Detta borde göra att de blir jämförbara vid en given spänningsmatning.
När jag parade den med basen med delning kring baffelstepsfrekvensen så blev det en riktigt fin kurva. Hade nu dessutom ett nytt beräkningsprogram som hanterade filter bättre men också baffelpåverkan och så vidare. Räknade på 2cm avrundning på baffelkanter och med bredbandaren 1cm från mittlinjen och distorsion från baffeldiffraktionen blev dämpad också. 16Ω-versionen har dessutom finare kurva och enligt uppgift bättre ljud så det blev en fin bonus.

Intressant lösning:
Men, som en extra bonus så hade mina nya basar lägre impedansspik vid resonansfrekvens, och parade med 16Ω versionen av bredbandselementet så blev den totala impedanskurvan mycket jämnare. Jag kunde lägga in min idé om en hjälpbas igen och få den att funka utan något ingrepp i filtret. Impedansspikens påverkan blev tillräckligt liten för att att hjälpbasen kunde fungera utan några spikar i högtalarens totala känslighet. Såhär ser min frekvenskurva ut i nuläget, den röda kurvan från hjälpbasen hjälper till att förlänga den totala kurvan rätt långt ner i frekvens. Känslighetskurvan för 3FE22 är från 8Ω, men den är snarlik den från 16Ω-versionen, har dock sänkt den 3dB eftersom programmet räknar på 2,83V. 16Ω-versionen ser lite bättre ut i högre frekvenser till och med. Har bara orkat lägga in impedanskurvan från 16Ω då det är lite pill.

Här är det väldigt enkla filtret:

Så, var tänker jag fel? Något jag missat som jag bör ha i åtanke? Med det nya programmet (Boxsim) så verkade faserna räknas bättre, bland annat upptäckte jag att bredbandaren och basen var lite ur fas från början då de har helt olika frekvensspann, vilket var tillräckligt för att ge problem vid delning även vid 1:a ordningens filter. Därför har jag fått polvända bredbandaren. Hur tillförlitligt kan Boxsim spå faskurvorna för de båda högtalarna? Tillverkarna ger inga sådana kurvor för sina element så just nu så får jag hoppas att programmet spår dem rätt korrekt.
Är det mycket dumt att ha hjälpelementet?

Tänker ha delningsfilter utanför lådan för att enkelt kunna anpassa allt eftersom. Det ska också möjliggöra för att jag i framtiden ska kunna gå över till en lösning med aktivt filter och MiniDSP. Men det blir lite stor investering att byta ut förstärkare och allt sådant på en gång. Vill dessutom ha en 2x8 HD -version av MiniDSP eller dylikt för att hantera tre element per högtalare, men något sådant finns inte ännu.

Nja, varje filterkomponent sänker ju också ljudkvalitet, om än väldigt litet med fina komponenter. Men vid brantare filter så blir ju fasproblemen större, första ordningens filter beskrivs ju som bäst ur fassynpunkt just eftersom de är faskoherenta. Eventuella fasproblem och efterföljande släckningar blir måhända över ett större område med 1:a nivåns filter, men eftersom faserna följer varandra och därmed gör det till ett ickeproblem så ser jag det som att det är bättre än de större fasproblemen man får med branta filter, om än över mindre områden. Som jag förstått det så är huvudproblemet just det där med att elementen ska ha klara frekvenser även långt från delningspunkt. Men det är ju jag som frågar efter råd så vill ju inte säga emot dig för mycket.
Hursomhelst så följer faserna från bashögtalaren och bredbandaren varandra med samma lutning över hela delen där de båda är hörbara. De följer varandra jämsides men ligger cirka 60 grader ifrån varandra, men som jag förstått det så är det inte så stort problem med så liten fasskillnad? En sinuskurva blir fortfarande en hel sinuskurva även om spelkänsligheten inte blir lika hög som om de legat helt rätt i fas. Men det tar ju beräkningsprogrammet hänsyn till.

Bredbandare låter väl sällan bra i sig själva. De med för stor konarea blir ju lätt platta i ljudet då de har dålig spridning på högre frekvenser, dessutom uppbrytningar och ojämn respons i det registret. De med mindre konarea låter ju ofta illa om de tillåts spela bas, då de inte riktigt klarar låga frekvenser. Problemen med både stora och små bredbandare har poängterats på många håll och det har jag själv erfarit redan med mina strandhögtalare. Det är därför WAW-byggen finns. Då kan man ha små välljudande bredbandare som avlastas vid deras akilleshäl. Men låter de illa även utöver det menar du?
Har sett folk mäta upp det elementet och det verkar följa tillverkarens data rätt bra. På tal om det så behöver man inte trycka ner responsspiken över 10K enligt de som byggt med detta elementet. För det första så har 16Ω-versionen mindre spikar än 8Ω-versionen som jag tagit kurvan från. För det andra så har spridningen börjat minska på grund av konarean vid de frekvenserna. Kollar du responskurvan på deras hemsida så ser du att vid 45 graders vinkel så är responsen lägre. Elementet har tagits emot mycket väl av DIY:are till diverse WAW-byggen, helt utan åtgärd för diskantfrekvenserna.

Programmet verkar räkna på baffel rätt bra, både förstärkningen och diffraktionen från baffelkanter. Men kan ju tyvärr inte komma på något annat sätt att spå sådant än att det räknas på. Programmet använder samma formler som om jag räknat för hand. Så vad mer kan man göra än lita på programmet om det verkar ge samma svar som jag förväntar mig efter att jag kollat upp information om baffelstep och diffraktion på diverse sidor?

Jag har också tagit hänsyn till elementens arbetsområden. Därför jag valt en bredbandare ("Full-range") och en kontrollerad bas-högtalare som klarar förhållandevis höga frekvenser. Jag delar av basen innan den får dålig spridning och långt innan konuppbrytningar, faktum är att jag delar den långt lägre än vad basar brukar avdelas i de 2-vägs och 3-vägskonstruktioner jag sett. Och bredbandselementets spridning har jag tagit hänsyn till då sämre spridning i högre frekvenser enligt uppgift på forum och frekvenskurvor ska motverka den högre responsen i de högsta frekvenserna. Syns i PDF:en på elementet i länken i ursprungsinlägget.

Basta! verkar inte vara något vidare. Stött på någon bugg med det och dessutom så har det mig veterligen inte alls stöd för att man ska kunna lägga in responskurvor. Det baseras enbart på Thiele-paramterar och saker som ser bra ut där blir fel i XSim eller Boxsim.

Angående linjärt arbetsområde. Basen har ett Xmax på 5,5mm. Är det för lågt för en sluten låda med QTC på cirka 0,6?

Stort tack för länken till Faktiskt.io. Kom ju på att jag varit där och läst mycket. Men glömt bort dem nu under senare veckor då jag tagit lite paus i räknandet. Kanske ska regga mig där också.